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M799.香槟塔

dp, https://leetcode.cn/problems/champagne-tower/

我们把玻璃杯摆成金字塔的形状,其中 第一层1 个玻璃杯, 第二层2 个,依次类推到第 100 层,每个玻璃杯将盛有香槟。

从顶层的第一个玻璃杯开始倾倒一些香槟,当顶层的杯子满了,任何溢出的香槟都会立刻等流量的流向左右两侧的玻璃杯。当左右两边的杯子也满了,就会等流量的流向它们左右两边的杯子,依次类推。(当最底层的玻璃杯满了,香槟会流到地板上)

例如,在倾倒一杯香槟后,最顶层的玻璃杯满了。倾倒了两杯香槟后,第二层的两个玻璃杯各自盛放一半的香槟。在倒三杯香槟后,第二层的香槟满了 - 此时总共有三个满的玻璃杯。在倒第四杯后,第三层中间的玻璃杯盛放了一半的香槟,他两边的玻璃杯各自盛放了四分之一的香槟,如下图所示。

img

现在当倾倒了非负整数杯香槟后,返回第 ij 个玻璃杯所盛放的香槟占玻璃杯容积的比例( ij 都从0开始)。

示例 1:
输入: poured(倾倒香槟总杯数) = 1, query_glass(杯子的位置数) = 1, query_row(行数) = 1
输出: 0.00000
解释: 我们在顶层(下标是(0,0))倒了一杯香槟后,没有溢出,因此所有在顶层以下的玻璃杯都是空的。

示例 2:
输入: poured(倾倒香槟总杯数) = 2, query_glass(杯子的位置数) = 1, query_row(行数) = 1
输出: 0.50000
解释: 我们在顶层(下标是(0,0)倒了两杯香槟后,有一杯量的香槟将从顶层溢出,位于(1,0)的玻璃杯和(1,1)的玻璃杯平分了这一杯香槟,所以每个玻璃杯有一半的香槟。

示例 3:

输入: poured = 100000009, query_row = 33, query_glass = 17
输出: 1.00000

提示:

  • 0 <= poured <= 10^9
  • 0 <= query_glass <= query_row < 100
python
class Solution:

    def champagneTower(self, poured: int,
                       query_row: int,
                       query_glass: int) -> float:

        # dp[i][j] 表示该杯子实际接收到的量
        dp = [[0.0] * (query_row + 1)
              for _ in range(query_row + 1)]

        dp[0][0] = poured

        # 逐层向下流
        for i in range(query_row ):
            for j in range(i + 1):

                if dp[i][j] > 1:
                    overflow = (dp[i][j] - 1) / 2
                    dp[i+1][j] += overflow
                    dp[i+1][j+1] += overflow

        # 杯子最多装1
        return min(1.0, dp[query_row][query_glass])

可以使用滚动数组(一维数组)来处理,这样空间复杂度就从 O(N^2) 降到了 O(N)

python
class Solution:
    def champagneTower(self, poured: int, query_row: int, query_glass: int) -> float:
        res = [poured] + [0.0] * query_row
        for r in range(query_row):
            # 必须从后往前更新,或者使用临时数组,防止上一层的数据在这一层被污染
            new_res = [0.0] * (query_row + 1)
            for c in range(r + 1):
                if res[c] > 1:
                    overflow = (res[c] - 1) / 2.0
                    new_res[c] += overflow
                    new_res[c+1] += overflow
            res = new_res
        return min(1.0, res[query_glass])